一種基于脈沖響應(yīng)序列的輸氣管道動態(tài)仿真方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于脈沖響應(yīng)模型的輸氣管道動態(tài)仿真方法，首先建立管道脈沖響應(yīng)序列模型；然后，獲取管道壓力脈沖響應(yīng)序列，在管道模型中分別階躍改變管道的入口流量和出口流量，觀察管道的壓力變化，將每個階躍響應(yīng)序列延遲一個時刻，用原序列減延遲序列獲得四個脈沖響應(yīng)序列；然后，進行管道壓力脈沖響應(yīng)仿真測試，包括：壓力階躍響應(yīng)測試、單輸入壓力響應(yīng)測試、雙輸入壓力響應(yīng)測試；最后，選擇初始參考穩(wěn)態(tài)點，根據(jù)管道歷史采樣數(shù)據(jù)，用脈沖響應(yīng)實現(xiàn)在線動態(tài)仿真，包括單輸入單輸出離散系統(tǒng)的在線動態(tài)仿真和雙輸入雙輸出離散系統(tǒng)的在線動態(tài)仿真。
【專利說明】一種基于脈沖響應(yīng)序列的輸氣管道動態(tài)仿真方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于動態(tài)仿真【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種基于脈沖響應(yīng)序列的輸氣管道動態(tài)仿真方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的管道仿真都是基于管道的連續(xù)性方程、運動方程、能量方程及氣體狀態(tài)方程等機理模型進行動態(tài)仿真計算，由于機理模型是一個多變量偏微分方程組，無法直接求解，需要轉(zhuǎn)化為常微分方程組，并且對長輸管道進行剖分，在時間和空間上進行離散化，計算過程需要迭代求解，計算量大，并且當(dāng)管道初始條件設(shè)置不好時可能導(dǎo)致計算發(fā)散。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種基于脈沖響應(yīng)序列的輸氣管道動態(tài)仿真方法，旨在解決利用管道機理模型計算量大、易發(fā)散的問題，提高管道動態(tài)仿真計算速度，實現(xiàn)管道在線動態(tài)仿真。
[0004]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種基于脈沖響應(yīng)序列的輸氣管道動態(tài)仿真方法包括:
[0005]步驟一、獲取管道壓力脈沖響應(yīng)序列，在管道模型中分別階躍改變管道的入口流量Xi和出口流量X。，觀察管道的壓力變化，將每個階躍響應(yīng)序列延遲一個時刻，用原序列減延遲序列獲得四個脈沖 響應(yīng)序列；入口壓力單位脈沖響應(yīng)hn (入口流量Xi階躍變化時的入口壓力變化)和hi()(出口流量X。階躍變化時的入口壓力變化)，以及出口壓力單位脈沖響應(yīng)k和h。。；
【權(quán)利要求】
1.一種基于脈沖響應(yīng)模型的輸氣管道動態(tài)仿真方法，其特征在于，所述的基于脈沖響應(yīng)模型的輸氣管道動態(tài)仿真方法包括: 步驟一、獲取管道壓力脈沖響應(yīng)序列，在管道模型中分別階躍改變管道的入口流量Xi和出口流量X。，觀察管道的壓力變化，將每個階躍響應(yīng)序列延遲一個時刻，用原序列減延遲序列獲得四個脈沖響應(yīng)序列；入口壓力單位脈沖響應(yīng)hn和比。，以及出口壓力單位脈沖響應(yīng)hoi 和 h00 ; 步驟二、建立管道脈沖響應(yīng)序列模型，管道的入口壓力Pi和出口壓力P?？砂聪率接嬎?
2.如權(quán)利要求1所述的基于脈沖響應(yīng)序列的輸氣管道動態(tài)仿真方法，其特征在于，步驟三所述的管道壓力脈沖響應(yīng)仿真測試的具體方法為: 第一步、壓力階躍響應(yīng)測試，根據(jù)管道離散系統(tǒng)的壓力輸出計算公式分別計算壓力對入口流量、出口流量的階躍響應(yīng)； 第二步、單輸入壓力響應(yīng)測試，在管道仿真軟件中設(shè)計仿真實驗，獲取實驗數(shù)據(jù)及管道參數(shù)，出口流量不變，獲得管道入口壓力和出口壓力變化；對輸氣管道入口流量進行采樣，根據(jù)獲取的脈沖響應(yīng)序列計算壓力輸出響應(yīng)；然后，在仿真軟件中對同一管道模型進行管道出口流量對壓力影響的仿真實驗，入口流量不變，獲取管道入口壓力和出口壓力變化；對輸氣管道出口流量進行采樣，根據(jù)脈沖響應(yīng)序列計算壓力輸出響應(yīng)； 第三步、雙輸入壓力響應(yīng)測試，在管道仿真軟件中對同一管道模型同時改變?nèi)肟诹髁亢统隹诹髁?，獲取管道入口壓力和出口壓力變化；對輸氣管道入口、出口流量進行采樣，根據(jù)脈沖響應(yīng)分別計算入口壓力、出口壓力的輸出響應(yīng)，同時進行線性疊加作為系統(tǒng)的輸出。
3.如權(quán)利要求1所述的基于脈沖響應(yīng)序列的輸氣管道動態(tài)仿真方法，其特征在于，步驟四所述的在線動態(tài)仿真的具體方法為: 第一步、單輸入單輸出離散系統(tǒng)的在線動態(tài)仿真，假設(shè)系統(tǒng)采樣值Xc;(i)，系統(tǒng)相對穩(wěn)態(tài)的輸入輸出為x(i)、y (i)，指定某一時刻s的輸入輸出為參考穩(wěn)態(tài),記相對參考穩(wěn)態(tài)輸入輸出為 X’(i)、y’(i)，則:x， (s) = Ox，(i) = xc (i)-Xs相對穩(wěn)態(tài)的輸出為:
【文檔編號】G05B17/02GK103970029SQ201410202027
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月14日
【發(fā)明者】李立剛, 戴永壽 申請人:中國石油大學(xué)(華東)